МОДУЛЬ ПОРОШКОВОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК A62C35/02 

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к модулям порошкового пожаротушения, которые являются универсальными средствами пожаротушения и могут быть использованы как для тушения локальных очагов пожара, так и для пожаротушения в помещении по площади или объему. Модуль порошкового пожаротушения предназначен для противопожарной защиты как в помещениях с плотным размещением оборудования (склады, цеха, автостоянки, торговые центры и комплексы, объекты энергетики) с высотой установки до 16 м, так и на объектах относительно большой протяженности (кабельные каналы, тоннели).

Известен модуль порошкового пожаротушения импульсный по свидетельству на полезную модель РФ №24640 (дата публикации 20.08.2002.), содержащий корпус с огнетушащим порошком, мембрану, поджатую накидной гайкой, источник газа, средство крепления к поверхности, содержащее опору и консольный элемент, соединенный с корпусом модуля.

Недостатком известного модуля является выполнение внутреннего диаметра шайбы, поджимающей мембрану, меньше диаметра тракта, по которому движется газопорошковая смесь до мембраны. Из-за возникновения застойных зон в месте внезапного сужения на пути газопорошковой смеси происходит торможение потока на выходе из модуля в защищаемое пространство, что приводит к уменьшению эффективной дальности выпуска газопорошковой струи, уменьшению плотности струи сразу на выходе и, как следствие, к снижению огнетушащей способности модуля и эксплуатационных возможностей в целом.

Кроме того, конструктивные особенности используемого источника газа (пороховой заряд) повышают опасность проведения штатных операций по сборке, перезарядке и техническому обслуживанию. Вытеснение огнетушащего порошка происходит при помощи поршня, который перемещается под воздействием давления, развиваемого от продуктов сгорания порохового заряда источника газа. Поршневая система вытеснения огнетушащего порошка ненадежна и недостаточно экономична: во-первых, требуется высокая точность изготовления для соблюдения герметичности между емкостью с порошком и камерой сгорания и обеспечения движения поршня без заклинивания; во-вторых, повышенная материалоемкость изделия и его увеличенные габариты при фиксированной массе огнетушащего порошка, связанные с необходимостью изготовления поршня с соотношением его высоты к внутреннему диаметру не менее 1/4; в-третьих, при длительном хранении огнетушащий порошок слеживается и может проникнуть в зазор между поршнем и корпусом, т.е. при запуске модуля повысится сопротивление перемещению поршня, что может привести к разрушению модуля (вырыванию задней крышки) даже при оговоренных в описании полезной модели размерных соотношениях.

Одно из требований к модулям порошкового пожаротушения - наличие средства для псевдоожижения порошка. Такое средство в полезной модели отсутствует, т.е порошок под воздействием поршня уплотняется и выбрасывается практически без распыла, что ухудшает условия тушения по объему.

Перечисленные недостатки обусловливают изготовление модулей только небольших габаритных размеров (в описании полезной модели представлены образцы с массой огнетушащего порошка не более одного килограмма), т.е. известная конструкция имеет низкие эксплуатационные возможности.

Используемый в известном модуле кронштейн содержит опору для крепления к поверхности в виде пластины, разъемно соединенной с переходной частью консольного элемента, которая разъемно скреплена с хомутом, в свою очередь жестко скрепленным с корпусом модуля. Такое сложноподчиненное соединение кронштейна с корпусом модуля обусловлено развитой длиной корпуса модуля и пригодно только для изделий малых габаритно-массовых показателей и не способствует повышению эффективности пожаротушения.

Известное техническое решение позволяет тушить очаги горения с дальностью по горизонтали до 8 м, по площади до 3 м², а по объему до 6 м³, с вертикальным размещением модуля на высоте 3 м очаги площадью 3 м², что иллюстрирует низкие эксплуатационные возможности и низкую эффективную дальность тушения возгорания указанным модулем и не позволяет его использование на объектах большой протяженности (кабельные каналы, тоннели) и в помещениях высотой до 16 м.

Из уровня техники известен модуль порошкового пожаротушения по патенту РФ №2314135 (дата публикации 10.01.2008.), принятый за прототип, содержащий корпус с огнетушащим порошком, элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, скрепленный с крышкой корпуса, газогенератор, закрепленный с возможностью его замены в горловине дна корпуса модуля таким образом, что его ось симметрии параллельна оси симметрии элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, средство, обеспечивающее псевдоожижение порошка с боковой поверхностью, оснащенной перфорацией, проходные сечения отверстий которой перекрыты вскрывающимися элементами.

К недостаткам прототипа следует отнести выполнение внутреннего диаметра шайбы, поджимающей мембрану, меньше диаметра тракта, по которому двигалась газопорошковая смесь до мембраны. Из-за возникновения застойных зон в месте внезапного сужения на пути газопорошковой смеси происходит торможение потока на выходе из модуля в защищаемое пространство, что приводит к уменьшению эффективной дальности выпуска газопорошковой струи, уменьшению плотности струи сразу на выходе и, как следствие, к снижению огнетушащей способности модуля. Элемент, определяющий течение газопорошковой струи, представляет собой трубу, длина которой соизмерима с вертикальным размером внутреннего объема корпуса модуля.

Такое конструктивное выполнение указанного элемента обеспечивает выпуск газопорошковой струи вертикально вверх. Соосное расположение элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, с корпусом модуля приводит к созданию застойных зон в нижней части корпуса, что создает условия для повышенной массы остатка порошка после срабатывания модуля. В наклонном положении объем застойных зон увеличивается, следовательно, повышается и масса остатка порошка, т.е. известный модуль в наклонном положении малоэффективен.

При использовании элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, расположенного соосно с корпусом, без значительного углубления во внутрь корпуса возможно расположение модуля под любым углом от вертикального положения указанным элементом вниз до горизонтального. Однако и в данном случае, из-за образования застойных зон в области его размещения при горизонтальном расположении модуля или под небольшим углом к горизонтальной плоскости, масса остатка огнетушащего порошка будет повышенная. Для обеспечения приемлемой массы остатка порошка корпус модуля известной конструкции выполнен удлиненным. Удлиненный корпус модуля обусловливает необходимость снабжать газогенератор (корпус которого выполняет функцию аэратора) по всей длине отверстиями, что усложняет конструкцию и может привести к нестабильности его работы и недостаточному псевдоожижению огнетушащего порошка в случае вскрытия не всех отверстий. Некачественное псевдоожижение может привести к неравномерному выбросу газопорошковой смеси, что окажет неблагоприятное влияние на эффективность пожаротушения. Увеличенная длина корпуса модуля создает определенные трудности для монтажа на защищаемом объекте, имеющем большую затененность возможных очагов возгорания и/или наклонную плоскость поверхности крепления, что снижает эксплуатационные удобства, а также ограничивает возможности при ориентации направления выпуска струи огнетушащей смеси под углом от вертикали или горизонтали. Компоновка конструктивных элементов модуля по прототипу ограничивает его эффективное применение выбросом газопорошковой смеси только снизу вверх.

Задачей настоящего изобретения является создания модуля порошкового пожаротушения, позволяющего повысить эффективность пожаротушения, расширить эксплуатационные возможности и удобства, диапазон областей применения в соответствии с существующей потребностью, минимизировать массу остатка огнетушащего порошка в корпусе модуля после его срабатывания вне зависимости от расположения модуля в пространстве за счет реализации условий по обеспечению рациональной организации движения потока газопорошковой смеси, устранить возможность образования затененных зон с вероятным очагом возгорания в защищаемом пространстве при одновременном повышении надежности и компактности конструкции.

Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией модуля порошкового пожаротушения, содержащего корпус с огнетушащим порошком, элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, скрепленный с крышкой корпуса, газогенератор, закрепленный с возможностью его замены в горловине дна корпуса модуля таким образом, что его ось симметрии параллельна оси симметрии элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, средство, обеспечивающее псевдоожижение порошка с боковой поверхностью, оснащенной перфорацией, проходные сечения отверстий которой перекрыты вскрывающимися элементами. Особенность заключается в том, что элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, выполнен в виде горловины, к которой посредством шайбы накидной гайкой, соединенной с пустотелым цилиндром, поджата самосрезающаяся мембрана, средство, обеспечивающее псевдоожижение порошка представляет собой чашеобразный аэратор, закрепленный в выходном отверстии усеченного конуса, торцом большего диаметра, жестко соединенным с газогенератором, соосно размещенным в корпусе модуля, при этом большая часть длины элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, вынесена за пределы корпуса модуля, а боковая поверхность его горловины приближена к боковой поверхности цилиндрической части корпуса модуля на минимально возможное расстояние.

В частности, модуль снабжен кронштейном, содержащим опору для крепления к поверхности любой ориентации и консольный элемент в виде двух пластин, жестко скрепленных с опорой и разъемно соединенных с установочными элементами корпуса модуля с обеспечением регулирования взаимного положения модуля и консольного элемента.

В частности, отношение длины пустотелого цилиндра и его диаметра составляет 1,8-2,5, а отношение минимального расстояния между боковой поверхностью горловины элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части корпуса и его радиуса составляет 0,05-0,15.

В частности, отношение длины корпуса модуля и его диаметра составляет 0,5-1,2.

В частности, отношение диаметра пустотелого цилиндра и диаметра отверстия шайбы составляет 1,02-1,3.

Проведенный сопоставительный анализ показывает, что заявляемый модуль порошкового пожаротушения отличается от ближайшего аналога иной конструкцией газогенератора; иным расположением газогенератора и средства, определяющего течение газопорошковой смеси, по отношению друг к другу и к корпусу модуля; размещением отверстий для газоприхода во внуренний объем корпуса на одном уровне (в прототипе - многоуровневый газоприход); иной компоновкой тракта для движения газопорошковой смеси (в прототипе после вскрытия мембраны смесь поступает сразу в защищаемый объем, а в заявляемом решении она продолжает разгоняться в пустотелом цилиндре, размещенном после мембраны); меньшим числом сборочных единиц и компактностью; наличием элемента, позволяющего обеспечить поворот модуля на необходимый угол вне зависимости от ориентации (горизонтальная, вертикальная, наклонная) поверхности, к которой прикреплен модуль.

Именно совокупность отличительных от прототипа признаков заявляемого решения с остальными существенными признаками позволила достичь вышеуказанный технический результат и решить поставленную задачу.

Предлагаемый модуль порошкового пожаротушения иллюстрируется графическими изображениями:

Фиг.1 - внешний вид модуля;

Фиг.2 - вид А на фиг.1;

Фиг.3 - продольный разрез модуля.

Модуль порошкового пожаротушения содержит корпус 1, в котором размещены огнетушащий порошок 2, газогенератор 3, газодинамически связанный через усеченный конус 4 с аэратором 5, оснащенным отверстиями 6 с вскрывающимися элементами (условно не показаны). Элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, представляет собой горловину 7, к которой посредством шайбы 8 накидной гайкой 9, соединенной с пустотелым цилиндром 10, поджата самосрезающаяся мембрана 11. Корпус 1 модуля оснащен установочными элементами 12, взаимодействующими с отверстиями 13 пластин 14, скрепленных с опорой 15 кронштейна.

Предлагаемый модуль порошкового пожаротушения работает следующим образом.

При подаче электрического импульса на проводниковые выводы газогенератора 3 происходит его срабатывание с последующей генерацией газа. Вскрывающиеся элементы отверстий 6 аэратора 5 разрушаются и газ поступает во внутренний объем корпуса 1 модуля. Проходя через порошок 2, газ его псевдоожижает, подготавливая к выбросу в защищаемое пространство. При достижении давления газа, соответствующего уровню вскрытия мембраны 11, газопорошковая смесь, двигаясь внутри пустотелого цилиндра 10, формируется в высокоскоростную струю и выбрасывается из модуля в защищаемый объем.

Проведенные испытания по тушению очагов загорания показали, что заявляемый модуль, снаряженный 9,5 кг огнетушащего порошка ИСТО-1:

- в помещении с высотой установки 16 м, расположенный вертикально при выбросе газопорошковой смеси вниз, позволяет надежно подавить пожар класса А в объеме 169 м³ (с высотой установки от 2,5 до 6 м защищаемый объем равен 240 м³) и пожар класса В в объеме 53 м³ (с высотой установки от 2,5 до 16 м), при этом остаток огнетушащего порошка в корпусе модуля после выброса составляет менее 1%;

- в каналах длиной до 20,3 м, расположенный горизонтально, позволяет эффективно подавить пожар класса А в объеме 216 м³, при этом остаток огнетушащего порошка в корпусе модуля после выброса составляет менее 3%;

- на объектах с большими зонами затенения с высотой установки до 16 м, расположенный под наклоном к горизонтальной плоскости, позволяет локально подавить пожар класса А в объеме 54 м³ и пожар класса В в объеме 48 м³.

Таким образом, предлагаемый модуль порошкового пожаротушения практически реализуем, позволяет удовлетворить давно существующую потребность в решении поставленной задачи.

Изобретение является универсальным средством пожаротушения и может быть использовано как для тушения локальных очагов пожара, так и для пожаротушения в помещении по площади или объему. Модуль предназначен для противопожарной защиты как в помещениях с плотным размещением оборудования (склады, цеха, автостоянки, торговые комплексы, объекты энергетики) с высотой установки до 16 м, так и на объектах относительно большой протяженности (кабельные каналы, тоннели). Модуль содержит корпус, в котором размещены огнетушащий порошок, газогенератор, газодинамически связанный через усеченный конус с аэратором, оснащенным отверстиями с вскрывающимися элементами. Элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, представляет собой горловину, к которой посредством шайбы накидной гайкой, соединенной с пустотелым цилиндром, поджата самосрезающаяся мембрана. Корпус модуля оснащен установочными элементами, взаимодействующими с отверстиями пластин, скрепленных с опорой кронштейна. Модуль позволяет повысить эффективность пожаротушения, расширить эксплуатационные возможности и удобства, диапазон областей применения, минимизировать массу остатка огнетушащего порошка вне зависимости от расположения модуля в пространстве, устранить возможность образования затененных зон с вероятным очагом возгорания в защищаемом пространстве при одновременном повышении надежности и компактности конструкции. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Модуль порошкового пожаротушения, содержащий корпус с огнетушащим порошком, элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, скрепленный с крышкой корпуса, газогенератор, закрепленный с возможностью его замены в горловине дна корпуса модуля таким образом, что его ось симметрии параллельна оси симметрии элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, средство, обеспечивающее псевдоожижение порошка с боковой поверхностью, оснащенной перфорацией, проходные сечения отверстий которой перекрыты вскрывающимися элементами, отличающийся тем, что элемент, определяющий течение газопорошковой смеси, выполнен в виде горловины, к которой посредством шайбы накидной гайкой, соединенной с пустотелым цилиндром, поджата самосрезающаяся мембрана, средство, обеспечивающее пвсевдоожижение порошка, представляет собой чашеобразный аэратор, закрепленный в выходном отверстии усеченного конуса, торцем большего диаметра жестко соединенным с газогенератором, соосно размещенным в корпусе модуля, при этом большая часть длины элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, вынесена за пределы корпуса модуля, а боковая поверхность его горловины приближена к внутренней боковой поверхности цилиндрической части корпуса модуля на минимально возможное расстояние.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что он снабжен кронштейном, содержащим опору для крепления к поверхности любой ориентации и консольный элемент в виде двух пластин, жестко скрепленных с опорой и разъемно соединенных с установочными элементами корпуса модуля с обеспечением регулирования взаимного положения модуля и консольного элемента.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что отношение длины пустотелого цилиндра и его диаметра составляет 1,8-2,5, а отношение минимального расстояния между боковой поверхностью горловины элемента, определяющего течение газопорошковой смеси, и внутренней боковой поверхностью цилиндрической части корпуса и его радиуса составляет 0,05-0,15.

4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что отношение длины корпуса модуля и его диаметра составляет 0,5-1,2.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметра пустотелого цилиндра и диаметра отверстия шайбы составляет 1,02-1,3.